DE102015113071B4 - Potential-shifting half-bridge, pole-reverser and reactive power inverters as well as Polwendeverfahren - Google Patents

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Abstract

Halbbrücke (1) mit- einem ersten Eingangsanschluss (2);- einem zweiten Eingangsanschluss (3);- einem Ausgangsanschluss (4);- einem zwischen den ersten Eingangsanschluss (2) und den Ausgangsanschluss (4) geschalteten ersten Brückenschalter (S1);- einem zwischen den zweiten Eingangsanschluss (3) und den Ausgangsanschluss (4) geschalteten zweiten Brückenschalter (S2);- einem zwischen den ersten Eingangsanschluss (2) und den Ausgangsanschluss (4) geschalteten ersten zusätzlichen Brückenschalter (S3) und- einem zwischen den zweiten Eingangsanschluss (3) und den Ausgangsanschluss (4) geschalteten zweiten zusätzlichen Brückenschalter (S4);dadurch gekennzeichnet, dass der erste zusätzliche Brückenschalter (S3) und der zweite zusätzliche Brückenschalter (S4) jeweils in Reihe mit einem Gegenspannungskompensator (32) parallel zu dem jeweiligen Brückenschalter (S1, S2) zwischen den jeweiligen Eingangsanschluss (2, 3) und den Ausgangsanschluss (4) geschaltet sind, wobei der Gegenspannungskompensator (32) dazu ausgebildet ist, dass er bei anstatt des ersten Brückenschalters (S1) geschlossenem erstem zusätzlichem Brückenschalter (S3) oder anstatt des zweiten Brückenschalters (S2) geschlossenem zweitem zusätzlichem Brückenschalter (S4) das elektrische Potential des jeweiligen Eingangsanschlusses (2, 3) gegenüber dem Ausgangsanschluss (4) um eine über ihm abfallende Kompensationsspannung verschiebt und so eine Gegenspannung zwischen dem Ausgangsanschluss (4) und dem jeweiligen Eingangsanschluss (2, 3) kompensiert, die einem Stromfluss von dem jeweiligen Eingangsanschluss (2, 3) zu dem Ausgangsanschluss (4) entgegen gerichtet ist.A half bridge (1) having a first input terminal (2); a second input terminal (3); an output terminal (4); a first bridge switch (S1) connected between the first input terminal (2) and the output terminal (4); a second bridge switch (S2) connected between the second input terminal (3) and the output terminal (4), a first additional bridge switch (S3) connected between the first input terminal (2) and the output terminal (4) and one between the second Input terminal (3) and second auxiliary bridge switch (S4) connected to the output terminal (4), characterized in that the first additional bridge switch (S3) and the second additional bridge switch (S4) are respectively connected in series with a reverse voltage compensator (32) parallel to the respective one Bridge switch (S1, S2) between the respective input terminal (2, 3) and the output terminal (4) are connected, wherein the Gegenspannunun gskompensator (32) is designed so that it is closed instead of the first bridge switch (S1) closed first additional bridge switch (S3) or instead of the second bridge switch (S2) closed second additional bridge switch (S4), the electrical potential of the respective input terminal (2, 3 ) shifts with respect to the output terminal (4) by a compensation voltage dropping above it and thus compensates for a reverse voltage between the output terminal (4) and the respective input terminal (2, 3) which is a current flow from the respective input terminal (2, 3) to the output terminal (4) is directed against.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft eine Halbbrücke mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1, einen Polwender mit einer solchen Halbbrücke, einen Wechselrichter mit einer solchen Halbbrücke und insbesondere mit einem solchen Polwender sowie ein Polwendeverfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 18.The invention relates to a half bridge with the features of the preamble of independent claim 1, a Polwender with such a half bridge, an inverter with such a half bridge and in particular with such a Polwender and a Polwendeverfahren with the features of the preamble of independent claim 18th

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus der DE 10 2014 102 000 B3 ist ein Verfahren zum Betreiben eines blindleistungsfähigen Wechselrichters bekannt, das ein Polwendeverfahren umfasst. Der unter Anwendung des bekannten Polwendeverfahrens betriebene blindleistungsfähige Wechselrichter weist einen bidirektionalen DC/DC-Wandler, einen Spannungszwischenkreis und einen Polwender auf, wobei die beiden Pole des Spannungszwischenkreises mittels des Polwenders wechselweise mit zwei Anschlüssen eines Wechselstromausgangs verbindbar sind, um die Polarität des Wechselstromausgangs gegenüber dem Spannungszwischenkreis zu wechseln. Dieser Wechsel erfolgt beim Nulldurchgang einer an dem Wechselstromausgang anliegenden Wechselspannung. Bei einer Phasenverschiebung zwischen Wechselstrom und Wechselspannung an dem Wechselstromausgang wird zusätzlich die Richtung eines über den Spannungszwischenkreis fließenden Stroms umgekehrt, wenn mit dem Polwender zwischen den Halbwellen der Wechselspannung die Polarität des Wechselstromausgangs gegenüber dem Spannungszwischenkreis gewechselt wird. Wenn der Wechselstrom der Wechselspannung an dem Wechselstromausgang nacheilt, wird der Wechselstromausgang während des Umkehrens der Richtung des über den Spannungszwischenkreis fließenden Stroms von dem Spannungszwischenkreis getrennt und ein Freilaufpfad zwischen den beiden Anschlüssen des Wechselstromausgangs bereitgestellt. Dazu werden die beiden Anschlüsse des Wechselstromausgangs insbesondere über Brückenschalter des Polwenders kurzgeschlossen. Um die Richtung des über den Spannungszwischenkreis fließenden Stroms umzukehren, wird der Spannungszwischenkreis mit einem durch eine Speicherdrosseleinrichtung des DC/DC-Wandlers fließenden Strom aufgeladen und nach dem Abklingen dieses Stroms in entgegengesetzter Richtung entladen. Bei der Wechselspannung an dem Wechselstromausgang voreilendem Wechselstrom sind diese Maßnahmen beim Wechsel der Polarität des Wechselstromausgangs gegenüber dem Spannungszwischenkreis ergriffenen Maßnahmen nicht notwendig, weil hierfür eine an dem Spannungszwischenkreis anliegende Gleichspannung als treibende Kraft wirkt.From the DE 10 2014 102 000 B3 For example, there is known a method of operating a blind power inverter that includes a pole turning method. The powered using the known Polwendeverfahrens blind power inverter has a bidirectional DC / DC converter, a voltage intermediate circuit and a Polwender, the two poles of the voltage intermediate circuit by means of the Polwenders are alternately connectable to two terminals of an AC output to the polarity of the AC output relative to the Change voltage intermediate circuit. This change takes place at the zero crossing of an AC voltage applied to the AC output. In the case of a phase shift between alternating current and alternating voltage at the alternating current output, the direction of a current flowing through the voltage intermediate circuit is additionally reversed if the polarity of the alternating current output with respect to the voltage intermediate circuit is changed with the polarity reverser between the half waves of the alternating voltage. When the alternating current of the alternating voltage lags the alternating current output, the alternating current output is disconnected from the voltage intermediate circuit during reversal of the direction of the current flowing through the voltage intermediate circuit and a freewheeling path is provided between the two terminals of the alternating current output. For this purpose, the two terminals of the AC output are short-circuited, in particular via bridge switch of the Polwenders. In order to reverse the direction of the current flowing through the voltage intermediate circuit, the voltage intermediate circuit is charged with a current flowing through a storage choke device of the DC / DC converter and discharged in the opposite direction after the decay of this current. In the case of the alternating voltage at the alternating current output leading alternating current, these measures are not necessary when changing the polarity of the alternating current output with respect to the voltage intermediate circuit because a direct voltage applied to the voltage intermediate circuit acts as a driving force for this purpose.

Das aus der DE 10 2014 102 000 B3 bekannte Verfahren vermeidet zwar den hohen Klirrfaktor, der mit anderen Verfahren zum Betreiben eines blindleistungsfähigen Wechselrichters mit einem DC/DC-Wandler, einem Spannungszwischenkreis und einem Polwender verbunden ist, es bedarf aber eines bidirektionalen DC/DC-Wandlers sowie einer genauen Abstimmung des Zwischenkreises und der Speicherdrosseleinrichtung des DC/DC-Wandlers aufeinander. So können auch nicht mehrere DC/DC-Wandler parallel an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen werden, um beispielsweise die elektrische Leistung mehrerer mit dem jeweiligen DC/DC-Wandler in ihrem optimierten Arbeitspunkt betriebener Photovoltaikgeneratoren über einen gemeinsamen Polwender in ein Wechselstromnetz einzuspeisen.That from the DE 10 2014 102 000 B3 Although known method avoids the high harmonic distortion, which is connected to other methods for operating a reactive power inverter with a DC / DC converter, a voltage source and a Polwender, but it requires a bidirectional DC / DC converter and a precise tuning of the DC link and the storage throttle device of the DC / DC converter to each other. Thus, it is also not possible to connect a plurality of DC / DC converters in parallel to the DC intermediate circuit in order to feed, for example, the electrical power of a plurality of photovoltaic generators operated with the respective DC / DC converter in their optimized operating point via a common pole inverter into an AC network.

Aus der CN 103208935 A ist ein Verfahren zum Betreiben eines blindleistungsfähigen Wechselrichters bekannt, das ein Polwendeverfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 18 umfasst. Der unter Anwendung des bekannten Polwendeverfahrens betriebene blindleistungsfähige Wechselrichter weist einen bidirektionalen DC/DC-Wandler, einen Spannungszwischenkreis und einen Polwender auf, wobei die beiden Pole des Spannungszwischenkreises mittels des Polwenders wechselweise mit zwei Anschlüssen eines Wechselstromausgangs verbindbar sind, um die Polarität des Wechselstromausgangs gegenüber dem Spannungszwischenkreis zu wechseln. Dieser Wechsel erfolgt beim Nulldurchgang eines über den Wechselstromausgang fließenden Wechselstroms. Der DC/DC-Wandler umfasst einen an eine Gleichspannungsquelle angeschlossenen Tiefsetzsteller und einen dazu in Gegenrichtung wirksamen Hochsetzsteller. Der Tiefsetzstellerschalter, die Hochsetzstellerdiode und eine von beiden Steilem genutzte Drossel sind jeweils auf zwei Bauteile aufgeteilt, so dass sich eine symmetrische Anordnung ergibt. Der Hochsetzsteller ist dabei über die auf zwei Dioden aufgeteilte Hochsetzstellerdiode mit gegenüber dem Tiefsetzsteller umgekehrter Polarität an die Gleichspannungsquelle angeschlossen. Bei gleichen Vorzeichen des Wechselstroms und der Wechselspannung an dem Wechselstromausgang ist der Tiefsetzsteller des DC/DC-Wandlers aktiv. Wenn jedoch die Wechselspannung ihren Nulldurchgang vor dem Nulldurchgang des Wechselstroms hat, wird statt des Tiefsetzstellers der Hochsetzsteller des DC/DC-Wandlers aktiviert. Dann ist der Zwischenkreis mit der Gleichspannungsquelle über den Hochsetzsteller verbunden, wobei die Polarität gegenüber der Verbindung des Zwischenkreises mit der Gleichspannungsquelle über den Tiefsetzsteller vertauscht ist.From the CN 103208935 A For example, there is known a method of operating a reactive power inverter that incorporates a pole reversing method having the features of the preamble of independent claim 18. The powered using the known Polwendeverfahrens blind power inverter has a bidirectional DC / DC converter, a voltage intermediate circuit and a Polwender, the two poles of the voltage intermediate circuit by means of the Polwenders are alternately connectable to two terminals of an AC output to the polarity of the AC output relative to the Change voltage intermediate circuit. This change occurs at the zero crossing of an alternating current flowing through the AC output. The DC / DC converter comprises a step-down converter connected to a DC voltage source and a step-up converter effective in the opposite direction. The buck converter switch, the boost converter diode and a choke used by both steep are each divided into two components, so that there is a symmetrical arrangement. The boost converter is connected to the DC voltage source via the boost converter diode, which is divided into two diodes and has the opposite polarity to the buck converter. At the same sign of the alternating current and the AC voltage at the AC output of the buck converter of the DC / DC converter is active. However, if the AC voltage has its zero crossing before the zero crossing of the alternating current, the boost converter of the DC / DC converter is activated instead of the buck converter. Then, the intermediate circuit is connected to the DC voltage source via the boost converter, wherein the polarity with respect to the connection of the intermediate circuit with the DC voltage source is reversed via the buck converter.

Eine Halbbrücke mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 ergibt sich, wenn zwischen dem Ausgangsanschluss und jedem Eingangsanschluss einer üblichen Halbbrücke zwei Brückenschalter parallel geschaltet werden, um die Stromtragfähigkeit der Halbbrücke zu erhöhen. A half-bridge with the features of the preamble of independent claim 1 results when two bridge switches are connected in parallel between the output terminal and each input terminal of a conventional half-bridge in order to increase the current carrying capacity of the half-bridge.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbbrücke, einen Polwender, einen blindleistungsfähigen Wechselrichter und ein Polwendeverfahren aufzuzeigen, mit denen eine Blindleistungsfähigkeit ohne Erhöhung des Klirrfaktors und ohne besondere Anforderungen an davor angeordnete Schaltungen und ohne Abstimmung der Halbbrücke bzw. des Polwenders auf davor liegende Schaltungen erreicht wird.The invention has for its object to provide a half-bridge, a Polwender, a blind power inverter and a Polwendeverfahren with which a reactive power without increasing the harmonic distortion and without any special requirements for circuits arranged in front and without coordination of the half-bridge and the Polwenders on preceding circuits is reached.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Halbbrücke mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1, einen Polwender nach dem nebengeordneten Patentanspruch 11, einen Wechselrichter nach den nebengeordneten Patentansprüchen 12 oder 13 und ein Polwendeverfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 18 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Halbbrücke, des erfindungsgemäßen Polwenders, des erfindungsgemäßen Wechselrichters und des erfindungsgemäßen Polwendeverfahrens.The object of the invention is achieved by a half bridge with the features of independent claim 1, a pole turner according to the independent claim 11, an inverter according to the independent claims 12 or 13 and a Polwendeverfahren with the features of independent claim 18. The dependent claims relate to preferred embodiments of the invention half-bridge, the Polwenders invention, the inverter according to the invention and the Polwendeverfahrens invention.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Bei einer erfindungsgemäßen Halbbrücke mit einem ersten Eingangsanschluss, einem zweiten Eingangsanschluss, einem Ausgangsanschluss, einem zwischen den ersten Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschalteten ersten Brückenschalter, einem zwischen den zweiten Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschalteten zweiten Brückenschalter, einem zwischen den ersten Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschalteten ersten zusätzlichen Brückenschalter und einem zwischen den zweiten Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschalteten zweiten zusätzlichen Brückenschalter sind der erste zusätzliche Brückenschalter und der zweite zusätzliche Brückenschalter jeweils in Reihe mit einem Gegenspannungskompensator zwischen den jeweiligen Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschaltet. Bei anstatt des ersten Brückenschalters geschlossenem erstem zusätzlichem Brückenschalter oder anstatt des zweiten Brückenschalters geschlossenem zweitem zusätzlichem Brückenschalter kompensiert der Gegenspannungskompensator eine Gegenspannung zwischen dem Ausgangsanschluss und dem jeweiligen Eingangsanschluss, die einem Stromfluss von dem jeweiligen Eingangsanschluss zu dem Ausgangsanschluss entgegen gerichtet ist. Der Gegenspannungskompensator verschiebt das elektrische Potential des jeweiligen Eingangsanschlusses gegenüber dem Ausgangsanschluss um eine über ihm abfallende Kompensationsspannung. Der Gegenspannungskompensator ermöglicht damit insbesondere die Ausgabe von Blindleistung über die erfindungsgemäße Halbbrücke, ohne dass es irgendeiner der Halbbrücke vorgeschalteten bidirektionalen oder direkt blindleistungsfähigen Schaltung oder einer hochfrequenten Ansteuerung der Brückenschalter der Halbbrücke bedarf.In a half bridge according to the invention with a first input terminal, a second input terminal, an output terminal, a first bridge switch connected between the first input terminal and the output terminal, a second bridge switch connected between the second input terminal and the output terminal, a first connected between the first input terminal and the output terminal additional bridge switch and a second additional bridge switch connected between the second input terminal and the output terminal, the first additional bridge switch and the second additional bridge switch are each connected in series with a reverse voltage compensator between the respective input terminal and the output terminal. When the first additional bridge switch is closed instead of the first bridge switch or the second additional bridge switch is closed instead of the second bridge switch, the negative voltage compensator compensates for a reverse voltage between the output terminal and the respective input terminal, which counteracts a current flow from the respective input terminal to the output terminal. The negative voltage compensator shifts the electrical potential of the respective input terminal relative to the output terminal by a compensation voltage dropping above it. The counter voltage compensator thus makes it possible, in particular, to output reactive power via the half bridge according to the invention, without requiring any bi-directional or directly reactive power circuit or high-frequency triggering of the bridge switches of the half bridge.

Insbesondere kann der Gegenspannungskompensator einen auf die Kompensationsspannung aufladbaren ersten Kondensator, der mit dem ersten zusätzlichen Brückenschalter zwischen den ersten Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschaltet ist, und einen auf die Kompensationsspannung aufladbaren zweiten Kondensator, der mit dem zweiten zusätzlichen Brückenschalter zwischen den zweiten Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss geschaltet ist, umfassen. Die Kondensatoren gleichen mit ihrer Kompensationsspannung die dem Stromfluss entgegen gerichtete Gegenspannung aus, oder anders gesagt stellen sie die Kompensationsspannung für die Potentialverschiebung des jeweiligen Eingangsanschlusses gegenüber dem Ausgangsanschluss bereit.In particular, the reverse voltage compensator may include a compensation voltage-chargeable first capacitor connected to the first additional bridge switch between the first input terminal and the output terminal and a compensation voltage-chargeable second capacitor connected to the second additional bridge switch between the second input terminal and the output terminal is switched on. The capacitors compensate with their compensation voltage counter to the current flow countervoltage, or in other words, they provide the compensation voltage for the potential shift of the respective input terminal relative to the output terminal.

Bei den für die Ausbildung von Halbbrücken typischerweise verwendeten Halbleiterschaltern mit inhärenten antiparallelen Dioden oder Bodydioden ist jeder der beiden Kondensatoren des Gegenspannungskompensators mit einer Entladungssperrdiode zwischen dem jeweiligen Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss in Reihe zu schalten, der seine Entladung und damit den Abfall seiner Kompensationsspannung verhindert. Bei in geöffnetem Zustand bidirektional sperrenden zusätzlichen Schaltern sind solche Entladungssperrdioden nicht erforderlich.In semiconductor switches with inherent anti-parallel diodes or body diodes typically used for the formation of half-bridges, each of the two capacitors of the back voltage compensator is to be connected in series with a discharge blocking diode between the respective input terminal and the output terminal which prevents its discharge and thus the drop in its compensation voltage. When bidirectionally blocking in the open state additional switches such discharge blocking diodes are not required.

Auf die Kompensationsspannung aufgeladen werden kann jeder der beiden Kondensatoren durch Schließen des jeweiligen zusätzlichen Brückenschalters. Dies bedeutet auch, dass sich der Kondensator weiter auflädt, wenn der Gegenspannungskompensator zum Einsatz kommt. Entsprechend wird für den ersten und den zweiten Kondensator des Gegenspannungskompensators sinnvollerweise eine Entladeschaltung vorgesehen, die diese zusätzliche Aufladung der Kondensatoren regelmäßig wieder beseitigt. Zwar kann das Entladen der Kondensatoren grundsätzlich auch über einen Entladungswiderstand erfolgen, bevorzugt ist es jedoch, die Kondensatoren unter Aufladung irgendeines nutzbaren Zwischenkreises zu entladen. Dies kann zum Beispiel ein auf der Eingangsseite oder der Ausgangsseite der Halbbrücke liegender Zwischenkreis oder ein Zwischenkreis eines Bordnetzes der Halbbrücke sein.Each of the two capacitors can be charged to the compensation voltage by closing the respective additional bridge switch. This also means that the capacitor continues to charge when the back voltage compensator is used. Accordingly, a discharge circuit is expediently provided for the first and the second capacitor of the negative voltage compensator, which regularly eliminates this additional charging of the capacitors. Although the discharge of the capacitors can basically also take place via a discharge resistor, it is preferred to discharge the capacitors while charging any usable intermediate circuit. This can be for example be on the input side or the output side of the half-bridge intermediate circuit or a DC link of a vehicle electrical system of the half-bridge.

Die Entladeschaltung kann zwei separate Entladeteilschaltungen aufweisen, die jeweils einem der beiden Kondensatoren zugeordnet sind.The discharge circuit may have two separate discharge subcircuits, each associated with one of the two capacitors.

Wenn der erste Kondensator und der zweite Kondensator von dem Ausgangsanschluss aus gesehen vor dem jeweiligen Bauteil angeordnet sind, das seine Entladung bei geöffnetem zusätzlichem Brückenschalter verhindert, kann die Entladeschaltung von dem Ausgangsanschluss aus gesehen einen ersten Eingangsanschluss hinter dem ersten Kondensator und einen zweiten Eingangsanschluss hinter dem zweiten Kondensator aufweisen; sie kommt dann also insgesamt mit zwei Eingangsanschlüssen aus, zwischen denen die beiden Kondensatoren in Reihe geschaltet sind und über die die beiden Kondensatoren wie ein einziger entladen werden können. Es versteht sich, dass die Eingangsanschlüsse der Entladeschaltung vor dem jeweiligen Bauteil angeordnet werden müssen, das eine Entladung des jeweiligen Kondensators bei geöffnetem zusätzlichem Brückenschalter verhindert. Dieses Bauteil ist der jeweilige zusätzliche Brückenschalter selbst, wenn er bidirektional sperrt, bzw. die jeweilige Entladungssperrdiode. Wenn der jeweilige zusätzliche Brückenschalter nicht bidirektional sperrt, kann er auf beliebiger Seite des jeweiligen Kondensators und des jeweiligen Eingangsanschlusses der Entladeschaltung angeordnet sein.When the first capacitor and the second capacitor are arranged in front of the respective component, which prevents its discharge when the additional bridge switch is open, viewed from the output terminal, the discharge circuit can, viewed from the output terminal, have a first input terminal behind the first capacitor and a second input terminal behind the first capacitor having a second capacitor; So it comes with a total of two input terminals, between which the two capacitors are connected in series and over which the two capacitors can be discharged as a single. It is understood that the input terminals of the discharge circuit must be arranged in front of the respective component, which prevents discharge of the respective capacitor when the additional bridge switch is open. This component is the respective additional bridge switch itself, if it blocks bidirectionally, or the respective discharge blocking diode. If the respective additional bridge switch does not block bidirectionally, it can be arranged on either side of the respective capacitor and the respective input terminal of the discharge circuit.

Die Entladeschaltung kann zum Entladen der Kondensatoren konkret einen einfachen Sperrwandler aufweisen.The discharge circuit may have a simple flyback converter for discharging the capacitors concretely.

Die Entladeschaltung kann so ausgebildet sein, dass sie regelmäßig bei geöffneten zusätzlichen Brückenschaltern einen vorgegebenen Grundwert der Kompensationsspannungen einstellt. Dabei bedeutet, dass die Entladeschaltung regelmäßig den vorgegebenen Grundwert der Kompensationsspannung einstellt, nicht, dass sie dies zwingend jedes Mal dann tut, wenn die beiden zusätzlichen Brückenschalter geöffnet sind. Vielmehr kann das Einstellen auch in größeren Abständen erfolgen. Der vorgegebene Grundwert der Kompensationsspannungen ist zwar für gleichbleibende Betriebsbedingungen der Halbbrücke und damit insbesondere für gleichbleibende maximale Gegenspannungen fest und beispielsweise mindestens genauso groß wie diese auftretenden Gegenspannungen, hieraus zeichnet sich aber ab, dass bei variierenden Gegenspannungen der vorgegebene Grundwert der Kompensationsspannungen den Variationen der Gegenspannung nachgeführt werden kann und sinnvollerweise auch nachgeführt wird.The discharge circuit may be designed such that it regularly sets a predetermined basic value of the compensation voltages when the additional bridge switches are open. This means that the discharge circuit regularly sets the default value of the compensation voltage, not that it necessarily does this every time the two additional bridge switches are opened. Rather, the setting can also be done at greater intervals. Although the predetermined base value of the compensation voltages is fixed for constant operating conditions of the half-bridge and thus in particular for constant maximum reverse voltages and, for example, at least as great as these occurring counter-voltages, it is clear that with varying counter-voltages the predetermined basic value of the compensation voltages tracks the variations of the counter-voltage can be and is usefully also tracked.

Grundsätzlich kann der Gegenspannungskompensator als Alternative zu zwei Kondensatoren einen ohmschen Widerstand oder eine Drossel umfassen, um darüber die Gegenspannung abfallen zu lassen und so die Eingangsseite und die Ausgangsseite der Halbbrücke zu entkoppeln. Weder der ohmsche Widerstand, mit dem hier ein Widerstandselement gemeint ist, noch die Drossel des Gegenspannungskompensators würde vor ihrem Einsatz aufgeladen werden, so dass ein ohmscher Widerstand bzw. eine Drossel zwischen dem Ausgangsanschluss und einer Verzweigung zu den zusätzlichen Brückenschaltern ausreichend ist. Im Falle eines ohmschen Widerstands zum Abfallenlassen der Gegenspannung würde jedoch erhebliche Verlustleistung anfallen; und bei einer Drossel ist darauf zu achten, dass sie den Stromfluss nicht über das gewünschte Maß hinaus beeinflusst.In principle, the negative voltage compensator may comprise, as an alternative to two capacitors, an ohmic resistance or a choke, in order to allow it to drop the opposite voltage and thus decouple the input side and the output side of the half-bridge. Neither the ohmic resistance, with which a resistance element is meant here, nor the inductance of the negative voltage compensator would be charged before use, so that an ohmic resistance or a choke between the output terminal and a branch to the additional bridge switches is sufficient. In the case of an ohmic resistance to drop the counter-voltage, however, considerable power loss would be incurred; and with a choke, care should be taken that it does not influence the flow of current beyond the desired level.

Eine Schalteransteuerung für die erfindungsgemäße Halbbrücke ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie jeweils denjenigen der Brückenschalter und denjenigen der zusätzlichen Brückenschalter, die zwischen dem Ausgangsanschluss und demselben der Eingangsanschlüsse angeordnet sind, komplementär zueinander schließt. Dies bedeutet, dass sie zu jedem Zeitpunkt maximal einen dieser beiden Brückenschalter schließt; es kann auch Zeitpunkte geben, zu denen beide Brückenschalter, die zwischen dem Ausgangsanschluss und demselben der Eingangsanschlüsse angeordnet sind, geöffnet sind. Wie bereits angedeutet wurde, sind die Brückenschalter der erfindungsgemäßen Halbbrücke nicht unbedingt für ein höherfrequentes Takten vorgesehen. In jedem Fall können sie für vergleichsweise kurze Teilzeiträume auch gleichzeitig geschlossen werden, zum Beispiel kann also der jeweilige Brückenschalter überlappend mit dem Öffnen des zugehörigen zusätzlichen Brückenschalters geschlossen werden und umgekehrt.A switch driver for the half bridge according to the invention is preferably designed such that it in each case complementary to one another those of the bridge switches and those of the additional bridge switches, which are arranged between the output terminal and the same of the input terminals. This means that it closes at most one of these two bridge switches at any one time; there may also be times at which both bridge switches located between the output terminal and the same one of the input terminals are opened. As already indicated, the bridge switches of the half bridge according to the invention are not necessarily intended for higher frequency clocking. In any case, they can also be closed simultaneously for comparatively short part-time periods, for example, therefore, the respective bridge switch can be closed overlapping with the opening of the associated additional bridge switch and vice versa.

Bei einem erfindungsgemäßen Polwender ist neben der erfindungsgemäßen Halbbrücke eine weitere Halbbrücke zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Eingangsanschluss angeordnet, die zu einem weiteren Ausgangsanschluss führt. Die weitere Halbbrücke des Polwenders kann ebenfalls eine erfindungsgemäße Halbbrücke mit weiteren zusätzlichen Brückenschaltern und weiterem Gegenspannungskompensator, aber auch eine herkömmliche Halbbrücke mit nur zwei weiteren Brückenschaltern sein.In a pole reverser according to the invention, in addition to the half-bridge according to the invention, a further half-bridge is arranged between the first input terminal and the second input terminal, which leads to a further output terminal. The further half-bridge of the Polwenders can likewise be a half-bridge according to the invention with further additional bridge switches and further counter-voltage compensator, but also a conventional half-bridge with only two further bridge switches.

Mit dem erfindungsgemäßen Polwender kann Blindleistung in ein Wechselstromnetz eingespeist werden, ohne dass es hierzu einer bidirektionalen oder ihrerseits blindleistungsfähigen Schaltung auf der Eingangsseite des Polwenders bedarf. Entsprechend kann der erfindungsgemäße Polwender ebenso wie die erfindungsgemäße Halbbrücke ausgangsseitiger Teil eines blindleistungsfähigen Wechselrichters sein. Bei einem solchen erfindungsgemäßen Wechselrichter kann ein eingangsseitiger DC/DC-Wandler zur Formung eines in sinusförmigen Halbwellen pulsierenden Gleichstroms vorgesehen sein, der über den Polwender als Wechselstrom ausgegeben wird. Dabei kann der mindestens eine eingangsseitige DC/DC-Wandler ein Einquadrantensteller sein, der also seinen Gleichstrom über einen Gleichspannungszwischenkreis ausgibt, so dass der Gleichstrom und die Spannung des Gleichspannungszwischenkreises immer gleiches Vorzeichen haben. Die erfindungsgemäße Kompensation der Gegenspannung oder Potentialverschiebung zwischen den Ausgangsanschlüssen und den Eingangsanschlüssen erlaubt es dennoch, elektrische Energie über den Polwender in ein Wechselstromnetz einzuspeisen, in dem eine Phasenverschiebung zwischen Wechselstrom und Wechselspannung auftritt, so dass Wechselstrom und Wechselspannung vorübergehend entgegengesetzte Vorzeichen haben. In den Zeiträumen dieser entgegengesetzten Vorzeichen wird mit der Gegenspannungskompensation die dem Wechselstrom entgegengesetzte Wechselspannung zu dem Eingang des Polwenders hin ausgeglichen oder anders gesagt das Potential des Eingangs des Polwenders gegenüber seinem Ausgang so verschoben, dass aus der Sicht des Eingangs der Gleichstrom immer in die durch die am Eingang anliegende Gleichspannung vorgegebene Richtung fließt, auch wenn Wechselstrom und Wechselspannung am Ausgang unterschiedliche Vorzeichen haben.Reactive power can be fed into an AC network with the pole turner according to the invention, without the need for a bidirectional or, in turn, reactive power circuit on the input side of the pole reverser. Accordingly, the invention Polwender as well as the invention half bridge be output side part of a reactive power inverter. In such an inverter according to the invention, an input-side DC / DC converter for forming a pulsating in sinusoidal half-waves direct current can be provided, which is output via the Polwender as alternating current. In this case, the at least one input-side DC / DC converter can be a single-quadrant controller, which therefore outputs its direct current via a DC intermediate circuit, so that the direct current and the voltage of the DC intermediate circuit always have the same sign. The inventive compensation of the back voltage or potential shift between the output terminals and the input terminals still allows electrical energy to be fed via the Polwender in an AC network in which a phase shift between AC and AC voltage occurs, so that AC and AC voltage have temporarily opposite signs. In the periods of these opposite signs, the AC voltage opposite the alternating current to the input of the Polwenders compensated or in other words, the potential of the input of the Polwenders relative to its output shifted so that from the point of view of the input of the DC always in the by the at the input applied DC voltage predetermined direction flows, even if AC and AC voltage at the output have different signs.

Bei dem erfindungsgemäßen Wechselrichter können eingangsseitig mehrere DC/DC-Wandler mit ihren jeweiligen Ausgängen an einen gemeinsamen Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen sein. Über diesen gemeinsamen Gleichspannungszwischenkreis geben die mehreren DC/DC-Wandler gemeinsam den in Halbwellen pulsierenden Gleichstrom an den Polwender aus, der dann von dem Polwender mit halbwellenweise wechselnder Polarität zu dem gewünschten Wechselstrom zusammengesetzt wird. Die zusätzlichen Brückenschalter und der Gegenspannungskompensator bei dem erfindungsgemäßen Polwender müssen daher nur einmal für alle angeschlossenen DC/DC-Wandler gemeinsam vorgesehen werden. Die eingangsseitigen DC/DC-Wandler müssen allerdings so aufeinander abgestimmt werden, dass sie synchron arbeiten, d. h. ihren pulsierenden Gleichstrom in zeitgleich mit den Nulldurchgängen eines auszugebenden Wechselstroms beginnenden und endenden Halbwellen ausgeben. Dies ist aber sowieso Grundvoraussetzung für die Einspeisung des Wechselstroms in ein Wechselstromnetz.In the inverter according to the invention, several DC / DC converters with their respective outputs can be connected on the input side to a common DC voltage intermediate circuit. Via this common DC voltage intermediate circuit, the plurality of DC / DC converters together output the half-wave pulsating direct current to the polarity reverser, which is then assembled by the polarity reverser with half-wave alternating polarity to the desired alternating current. The additional bridge switch and the negative voltage compensator in the pole reverser according to the invention must therefore be provided only once for all connected DC / DC converters together. However, the input side DC / DC converters must be tuned to each other so that they work synchronously, d. H. output their pulsating direct current in parallel with the zero crossings of an alternating current starting and ending half-waves. However, this is a basic requirement for the supply of alternating current to an AC grid anyway.

An jeden der eingangsseitigen DC/DC-Wandler des erfindungsgemäßen Wechselrichters kann ein separater Photovoltaikgenerator angeschlossen sein, dessen Arbeitspunkt durch den jeweiligen DC/DC-Wandler vorgegeben wird. Damit kann der jeweilige DC/DC-Wandler neben der Stromformung auch zu einem MPP-Tracking, d. h. einer Leistungsoptimierung des jeweiligen Photovoltaikgenerators genutzt werden.At each of the input side DC / DC converter of the inverter according to the invention, a separate photovoltaic generator may be connected, whose operating point is set by the respective DC / DC converter. Thus, the respective DC / DC converter in addition to the current shaping and MPP tracking, d. H. a performance optimization of the respective photovoltaic generator can be used.

Eine Schalteransteuerung des erfindungsgemäßen Wechselrichters ist, wie dies bereits angedeutet wurde, vorzugsweise so ausgebildet, dass sie die Verbindung der beiden Ausgangsanschlüsse des Polwenders mit den beiden Eingangsanschlüssen bei jedem Nulldurchgang des zwischen den Ausgangsanschlüssen fließenden Wechselstroms wechselt und dass sie in Zeiträumen, in denen eine Wechselspannung an dem Ausgangsanschluss ein anderes Vorzeichen als der Wechselstrom hat, mindestens einen der zusätzlichen Schalter statt des entsprechenden Schalters der Halbbrücke oder der weiteren Halbbrücke des Polwenders schließt. Damit wird in den Zeiträumen unterschiedlichen Vorzeichens von Wechselstrom und Wechselspannung zwischen den Ausgangsanschlüssen die Potentialverschiebung mittels des Gegenspannungskompensators der jeweiligen Halbbrücke aktiviert.A switch drive of the inverter according to the invention is, as already indicated, preferably designed so that it changes the connection of the two output terminals of the Polwenders with the two input terminals at each zero crossing of the alternating current flowing between the output terminals and that they in periods in which an alternating voltage at the output terminal has a different sign than the alternating current, at least one of the additional switch instead of the corresponding switch of the half-bridge or the further half-bridge of the Polwenders closes. Thus, in the periods of different sign of AC and AC voltage between the output terminals, the potential shift is activated by means of the counter voltage compensator of the respective half-bridge.

Bei einem erfindungsgemäßen Polwendeverfahren zum wechselweisen Verbinden von zwei Polen eines Gleichspannungszwischenkreises mit Ausgangsanschlüssen eines Wechselstromausgangs, an dem eine Wechselspannung anliegt, um über den Wechselstromausgang einen Wechselstrom mit einer Phasenverschiebung zu der Wechselspannung auszugeben, wird die Verbindung der Ausgangsanschlüsse des Wechselstromausgangs mit den Polen des Gleichspannungszwischenkreises beim Nulldurchgang des Wechselstroms gewechselt und wird der Wechselstromausgang bei gleichen Vorzeichen des Wechselstroms und der Wechselspannung direkt mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbunden, während er bei einander entgegengesetzten Vorzeichen des Wechselstroms und der Wechselspannung über einen Gegenspannungskompensator mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbunden wird. Mit Hilfe dieses Verfahrens kann Blindleistung an dem Wechselstromausgang ausgegeben werden, obwohl über den Gleichspannungszwischenkreis ein Gleichstrom fließt und an dem Gleichspannungszwischenkreis eine Gleichspannung anliegt, d. h. Gleichstrom und Gleichspannung hier immer gleiche oder zumindest keine unterschiedlichen Vorzeichen aufweisen.In a Polwendeverfahren invention for alternately connecting two poles of a DC intermediate circuit with output terminals of an AC output to which an AC voltage is applied to output via the AC output an alternating current with a phase shift to the AC voltage, the connection of the output terminals of the AC output to the poles of the DC intermediate circuit Alternating zero crossing of the alternating current and the AC output is connected at the same sign of the AC and the AC voltage directly to the DC intermediate circuit, while it is connected at opposite signs of the AC and the AC voltage via a negative voltage compensator to the DC link. With the aid of this method, reactive power can be output at the AC output, although a DC current flows through the DC intermediate circuit and a DC voltage is applied to the DC intermediate circuit. H. DC and DC voltage here always have the same or at least no different signs.

Der Gegenspannungskompensator kann insbesondere so angeordnet und ausgebildet sein, wie es im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Halbbrücke beschrieben wurde. Für das erfindungsgemäße Polwendeverfahren kommt es jedoch nur darauf an, dass der Wechselstromausgang selektiv bei einander entgegengesetzten Vorzeichen des Wechselstroms und der Wechselspannung über den Gegenspannungskompensator mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbunden wird. Der Gegenspannungskompensator kann dazu auf beliebige Weise in der Verbindung zwischen dem Wechselstromausgang und dem Gleichspannungszwischenkreis ausgebildet werden, beispielsweise auch durch einen nur teilweise geschlossenen Brückenschalter oder ein in Reihe mit einem Brückenschalter oder einem Ausgangsanschluss geschaltetes, zusätzliches und bei einander entgegengesetzten Vorzeichen des Wechselstroms und der Wechselspannung nur teilweise geöffnetes Stromventil. Ein solcher teilweise geschlossener Brückenschalter kann ein Halbleiterschalter im Linearbetrieb sein. Ein solches nur teilweise geöffnetes Stromventil kann ein normalerweise leitender Transistor sein, der auf einen gewünschten Spannungsabfall angesteuert wird und somit eine variable Impedanz ausbildet.The counter-voltage compensator can in particular be arranged and configured as described in connection with the half-bridge according to the invention. For the Polwendeverfahren invention but it is only important that the AC output selectively at opposite signs of the alternating current and the AC voltage over the negative voltage compensator is connected to the DC intermediate circuit. The counter-voltage compensator can be formed in any way in the connection between the AC output and the DC link, for example, by an only partially closed bridge switch or connected in series with a bridge switch or an output terminal, additional and opposite signs of the AC and AC voltage only partially opened flow valve. Such a partially closed bridge switch may be a semiconductor switch in linear operation. Such an only partially open flow valve may be a normally-conductive transistor which is driven to a desired voltage drop and thus forms a variable impedance.

Für die Gegenspannungskompensation kann ein erster Kondensator des Gegenspannungskompensators auf eine erste Kompensationsspannung zwischen dem einen Pol des Gleichspannungszwischenkreises und einem der Ausgangsanschlüsse des Wechselstromausgangs und ein zweiter Kondensator des Gegenspannungskompensators auf eine zweite Kompensationsspannung zwischen dem anderen Pol des Gleichspannungszwischenkreises und dem einen der Ausgangsanschlüsse des Wechselstromausgangs geladen werden. Die Aufladung der beiden Kondensatoren erfolgt durch den von dem Gleichspannungszwischenkreis zu dem Wechselstromausgang über den Kondensator fließenden Strom. Dies bedeutet zugleich, dass die Aufladung des Kondensators fortgesetzt wird, wenn der Gegenspannungskompensator zum Einsatz kommt. Das heißt, die über dem jeweiligen Kondensator anliegende Spannung wächst grundsätzlich an, bis die Spannung über beiden Kondensatoren die maximale Spannung des Gleichspannungszwischenkreises erreicht. Für die Gegenspannungskompensation reicht aber eine Kompensationsspannung über jedem der Kondensatoren aus, die gleich der maximalen Wechselspannung mit entgegengesetztem Vorzeichen zu dem Wechselstrom ist, welche an dem Wechselstromausgang auftritt. Eine darüber hinausgehende Kompensationsspannung würde unnötige Potentialsprünge des Gleichspannungszwischenkreises gegenüber dem Wechselstromausgang bei Aktivierung des Gegenspannungskompensators verursachen. Daher ist es sinnvoll, dass die Kondensatoren regelmäßig wieder auf einen vorgegebenen Grundwert der ersten und der zweiten Kompensationsspannung entladen werden.For the reverse voltage compensation, a first capacitor of the back voltage compensator may be charged to a first compensation voltage between the one pole of the DC link and one of the output terminals of the AC output and a second capacitor of the back voltage compensator to a second compensation voltage between the other pole of the DC link and the one of the output terminals of the AC output , The charging of the two capacitors takes place by the current flowing from the DC voltage intermediate circuit to the AC output via the capacitor. This means at the same time that the charging of the capacitor is continued when the counter-voltage compensator is used. This means that the voltage applied across the respective capacitor basically increases until the voltage across both capacitors reaches the maximum voltage of the DC intermediate circuit. However, for the reverse voltage compensation, a compensation voltage across each of the capacitors is sufficient, which is equal to the maximum AC voltage of opposite sign to the AC current appearing at the AC output. An additional compensation voltage would cause unnecessary potential jumps of the DC intermediate circuit with respect to the AC output when the counter voltage compensator is activated. Therefore, it makes sense that the capacitors are regularly discharged back to a predetermined base value of the first and the second compensation voltage.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten relativen Anordnungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren Wirkverbindungen - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and can take effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Without altering the subject matter of the appended claims, the following applies to the disclosure content of the original application documents and the patent: Further features can be found in the drawings - in particular the illustrated relative arrangements of several components and their operative connections. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.The features mentioned in the patent claims and the description are to be understood in terms of their number that exactly this number or a greater number than the said number is present, without requiring an explicit use of the adverb "at least". For example, when talking about an element, it should be understood that there is exactly one element, two elements or more elements. These features may be supplemented by other features or be the only characteristics that make up the product in question.

Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.The reference numerals contained in the claims do not limit the scope of the objects protected by the claims. They are for the sole purpose of making the claims easier to understand.

Figurenlistelist of figures

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Halbbrücke.
  • 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Polwender.
  • 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Wechselrichter.
  • 4 zeigt den Verlauf eines Wechselstroms und einer Wechselspannung an einem Wechselstromausgang des Wechselrichters gemäß 3.
  • 5 zeigt den Verlauf eines pulsierenden Gleichstroms über und den Verlauf einer Gleichspannung an einem Gleichspannungszwischenkreis des Wechselrichters gemäß 3.
  • 6 illustriert die Ansteuerung von Brückenschaltern eines Polwenders des Wechselrichters gemäß 3; und
  • 7 illustriert eine Ausführungsform einer Entladeschaltung der Halbbrücke gemäß 1, des Polwenders gemäß 2 oder des Wechselrichters gemäß 3.
In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.
  • 1 shows a half bridge according to the invention.
  • 2 shows a Polwender invention.
  • 3 shows an inverter according to the invention.
  • 4 shows the course of an alternating current and an alternating voltage at an alternating current output of the inverter according to 3 ,
  • 5 shows the course of a pulsating direct current over and the course of a DC voltage at a DC voltage intermediate circuit of the inverter according to 3 ,
  • 6 illustrates the control of bridge switches of a pole inverter of the inverter according to 3 ; and
  • 7 illustrates an embodiment of a discharge circuit of the half-bridge according to FIG 1 , the Rev. according to 2 or the inverter according to 3 ,

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Die in 1 dargestellte Halbbrücke 1 ist zwischen zwei Eingangsanschlüssen 2 und 3, zwischen denen eine Gleichspannung UDC anliegt, angeordnet und verbindet die Eingangsanschlüsse 2 und 3 wechselweise mit einem Ausgangsanschluss 4, an dem gegenüber einem Bezugspunkt 5 mit einem Bezugspotential eine Wechselspannung UAC ausgegeben wird. Die Halbbrücke 1 weist zwischen dem Eingangsanschluss 2 und dem Ausgangsanschluss 4 einen ersten Brückenschalter S1 und zwischen dem Eingangsanschluss 3 und dem Ausgangsanschluss 4 einen zweiten Brückenschalter S2 auf. Parallel zu dem Brückenschalter S1 ist ein erster zusätzlicher Brückenschalter S3 mit einem ersten Kondensator C3 und einer ersten Entladungssperrdiode D3 für den ersten Kondensator C3 in Reihe geschaltet. Entsprechend ist parallel zu dem Schalter S2 ein zweiter zusätzlicher Brückenschalter S4 mit einem zweiten Kondensator C4 und einer zweiten Entladungssperrdiode D4 für den Kondensator C4 in Reihe geschaltet. Dabei sind die Kondensatoren C3 und C4 als erstes hinter einer Verzweigung 6 von dem Ausgangsanschluss 4 zu den beiden Eingangsanschlüssen 2 und 3 angeordnet. Zwischen dem jeweiligen Kondensator C3 bzw. C4 und dem zugehörigen zusätzlichen Schalter S3 bzw. S4 ist eine Entladeschaltung 7 angeschlossen, mit der die beiden Kondensatoren C3 und C4 bei Bedarf entladen werden können. Ein unkontrolliertes Entladen der Kondensatoren C3 und C4 wird durch die Entladungssperrdioden D3 und D4 verhindert, wobei es insbesondere um ein Entladen über die geöffneten Schalter S3 und S4 geht, die typischerweise als Halbleiterschalter ausgebildet sind, die im geöffneten Zustand nur unidirektional sperren.In the 1 illustrated half-bridge 1 is between two input terminals 2 and 3 , between which a DC voltage U DC is applied, arranged and connects the input terminals 2 and 3 alternatively with an output connection 4 , on the opposite to a reference point 5 with a reference potential an AC voltage U AC is issued. The half bridge 1 points between the input terminal 2 and the output terminal 4 a first bridge switch S1 and between the input terminal 3 and the output terminal 4 a second bridge switch S2 on. Parallel to the bridge switch S1 is a first additional bridge switch S3 with a first capacitor C3 and a first discharge blocking diode D3 for the first capacitor C3 connected in series. Accordingly, it is parallel to the switch S2 a second additional bridge switch S4 with a second capacitor C4 and a second discharge-blocking diode D4 for the capacitor C4 connected in series. Here are the capacitors C3 and C4 first behind a branch 6 from the output terminal 4 to the two input terminals 2 and 3 arranged. Between the respective capacitor C3 respectively. C4 and the associated additional switch S3 or S4 is a discharge circuit 7 connected, with the two capacitors C3 and C4 can be unloaded if necessary. An uncontrolled discharge of the capacitors C3 and C4 is passed through the discharge blocking diodes D3 and D4 It prevents, in particular, a discharge over the opened switch S3 and S4 goes, which are typically formed as a semiconductor switch, the only unidirectionally lock in the open state.

Wenn die Kondensatoren C3 und C4 auf eine Kompensationsspannung mit den in 1 angedeuteten Polaritäten aufgeladen sind, was z. B. durch vorübergehendes Schließen der Schalter S3 und S4 bewirkt werden kann, führt beispielsweise ein Verbinden des Ausgangsanschlusses 4 mit dem Eingangsanschluss 2 über den Schalter S3 statt über den Schalter S1 dazu, dass das Potential des Eingangsanschlusses 2 gegenüber dem Ausgangsanschluss 4 um die über dem Kondensator C3 anliegende Kompensationsspannung verschoben wird. Damit kann ein gegenüber einem über den Ausgangsanschluss 4 ausgegebenen Wechselstrom vorübergehend negatives Vorzeichen der Wechselspannung UAC so kompensiert werden, dass ein von dem Eingangsanschluss 2 aus fließender Strom trotz des negativen Momentanwerts der Wechselspannung UAC in die durch die zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 anliegende Gleichspannung UDC vorgegebene Richtung fließt. So kann über die Halbbrücke 1 Blindleistung an dem Ausgangsanschluss 4 ausgegeben werden, ohne dass sich bei dem zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 fließenden Gleichstrom und der dazwischen anliegenden Gleichspannung UDC jemals einander entgegengesetzte Vorzeichen ergeben. Auf diese Weise dienen die Kondensatoren C3 und C4 als Gegenspannungskompensator 32, der Gegenspannungen zwischen dem Ausgangsanschluss 4 und dem jeweiligen Eingangsanschluss 2, 3 kompensiert, die einem Stromfluss von dem jeweiligen Eingangsanschluss 2, 3 zu dem Ausgangsanschluss 4 entgegen gerichtet sind.When the capacitors C3 and C4 to a compensation voltage with the in 1 indicated polarities are charged what z. B. by temporarily closing the switch S3 and S4 can be effected, for example, leads to a connection of the output terminal 4 with the input connector 2 over the switch S3 instead of the switch S1 to that the potential of the input terminal 2 opposite the output terminal 4 around the over the capacitor C3 applied compensation voltage is shifted. This can be one over one via the output port 4 output AC temporarily negative sign of the AC voltage U AC be compensated so that one from the input terminal 2 out of flowing current despite the negative instantaneous value of the AC voltage U AC in through the between the input terminals 2 and 3 applied DC voltage U DC predetermined direction flows. So can over the half bridge 1 Reactive power at the output terminal 4 can be output without being in between the input terminals 2 and 3 flowing direct current and the DC voltage applied in between U DC ever give each other opposite signs. This is how the capacitors serve C3 and C4 as a counter voltage compensator 32 , the reverse voltages between the output terminal 4 and the respective input terminal 2 . 3 compensates for a current flow from the respective input terminal 2 . 3 to the output terminal 4 are directed against.

Der Polwender 8 gemäß 2 weist neben der Halbbrücke 1 gemäß 1 eine weitere Halbbrücke 9 zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 auf, um einen weiteren Ausgangsanschluss 10 wechselweise mit den Eingangsanschlüssen 2 und 3 zu verbinden. Die weitere Halbbrücke 9 umfasst weitere Brückenschalter S5 und S6. Die Brückenschalter S1 bis S6 des Polwenders werden von einer hier nicht dargestellten Schalteransteuerung so angesteuert, dass einer der beiden Schalter S1 und S3 zusammen mit dem Schalter S6 oder einer der beiden Schalter S2 und S4 zusammen mit dem Schalter S5 geschlossen wird. Durch einen Wechsel zwischen diesen beiden Formen der Verbindung der Ausgangsanschlüsse 4 und 10 mit den Eingangsanschlüssen 2 und 3 wird die Polarität der Eingangsanschlüsse 2 und 3 gegenüber den Ausgangsanschlüssen 4 und 10 umgekehrt. Soweit dabei statt des Schalters S1 der Schalter S3 bzw. statt des Schalters S2 der Schalter S4 geschlossen wird, erfolgt die bereits anhand von 1 erläuterte Potentialverschiebung der Gleichspannung UDC zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 gegenüber der Wechselspannung UAC zwischen den Ausgangsanschlüssen 4 und 10.The Rev. Turner 8th according to 2 points next to the half bridge 1 according to 1 another half bridge 9 between the input terminals 2 and 3 on to another output terminal 10 alternatively with the input connections 2 and 3 connect to. The further half bridge 9 includes further bridge switches S5 and S6 , The bridge switches S1 to S6 the Polwenders are controlled by a switch control, not shown here, so that one of the two switches S1 and S3 together with the switch S6 or one of the two switches S2 and S4 together with the switch S5 is closed. By switching between these two forms of connection of the output terminals 4 and 10 with the input connections 2 and 3 becomes the polarity of the input terminals 2 and 3 opposite the output terminals 4 and 10 vice versa. As far as doing this instead of the switch S1 the desk S3 or instead of the switch S2 the desk S4 is closed, the already done by means of 1 explained potential shift of the DC voltage U DC between the input terminals 2 and 3 opposite the AC voltage U AC between the output terminals 4 and 10 ,

Der in 3 dargestellte Wechselrichter 11 umfasst den Polwender 8 gemäß 2 mit der Halbbrücke 1 gemäß 1. An die Eingangsanschlüsse 2 und 3 sind dabei mehrere DC/DC-Wandler 12 bis 14 parallel zueinander angeschlossen, die hier jeweils als Tiefsetzsteller skizziert sind. Über die DC/DC-Wandler 12 bis 14 sind separate Photovoltaikgeneratoren 15 bis 17 an einen zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 gebildeten Gleichspannungszwischenkreis 18 angeschlossen. Dieser Gleichspannungszwischenkreis 18 kann ebenso wie die DC/DC-Wandler zusätzliche nicht dargestellte Kondensatoren aufweisen. Die einzelnen DC/DC-Wandler sind einfache Einquadrantensteller, die synchron zueinander einen gepulsten Gleichstrom über den Gleichspannungszwischenkreis 18 abgeben. Die einzelnen DC/DC-Wandler 12 bis 14 werden dabei beispielsweise so angesteuert, dass sie einen Arbeitspunkt des jeweils angeschlossenen Photovoltaikgenerators 15 bis 17 im sogenannten MPP, dem Maximum Power Point, halten, um die von den Photovoltaikgeneratoren 15 bis 17 generierte Leistung zu maximieren. Der über den Gleichspannungszwischenkreis 18 fließende gepulste Gleichstrom wird von dem Polwender 8 zu einem Wechselstrom zwischen den Ausgangsanschlüssen 4 und 10 umgeformt, indem er nach jedem Puls, d. h. jeder Halbwelle des gepulsten Gleichstroms, die Polarität der Eingangsanschlüsse 2 und 3 gegenüber den Ausgangsanschlüssen 4 und 10 umdreht. So wird über den Polwender 8 ein Wechselstrom in ein an die Ausgangsanschlüsse 4 und 10 angeschlossenes Wechselstromnetz eingespeist.The in 3 illustrated inverter 11 includes the Rev. Turner 8th according to 2 with the half bridge 1 according to 1 , To the input terminals 2 and 3 are several DC / DC converters 12 to 14 connected in parallel, which are each sketched here as a buck converter. About the DC / DC converter 12 to 14 are separate photovoltaic generators 15 to 17 at one between the input terminals 2 and 3 formed DC intermediate circuit 18 connected. This DC voltage intermediate circuit 18 can as well as the DC / DC converter additional not shown Have capacitors. The individual DC / DC converters are simple single-quadrature controllers which synchronously produce a pulsed direct current via the DC voltage intermediate circuit 18 submit. The individual DC / DC converters 12 to 14 In this case, for example, they are driven so that they have an operating point of each connected photovoltaic generator 15 to 17 in the so-called MPP, the maximum power point, keep to that of the photovoltaic generators 15 to 17 maximize generated performance. The over the DC voltage intermediate circuit 18 flowing pulsed direct current is from the polarity reverser 8th to an alternating current between the output terminals 4 and 10 transformed by the polarity of the input terminals after each pulse, ie each half wave of the pulsed direct current 2 and 3 opposite the output terminals 4 and 10 turns. So is about the Rev. 8th an alternating current in on to the output terminals 4 and 10 connected AC mains fed.

4 zeigt den Verlauf des Wechselstroms IAC gegenüber dem Verlauf der Wechselspannung UAC zwischen den Ausgangsanschlüssen 4 und 10 bei einer Phasenverschiebung mit der Wechselspannung UAC voreilendem Wechselstrom IAC . Aufgrund der Phasenverschiebung ergeben sich Zeiträume 19, in denen die Wechselspannung UAC ein anderes Vorzeichen als der Wechselstrom IAC zwischen den Ausgangsanschlüssen 4 und 10 hat. Ein Umkehren der Polarität der Ausgangsanschlüsse 4 und 10 gegenüber den Eingangsanschlüssen 2 und 3 in den Nulldurchgängen des Wechselstroms IAC , das in 5 skizziert ist, führt daher zwar ohne weiteres zu dem pulsierenden Gleichstrom IDC über dem Gleichspannungszwischenkreis 18, aber grundsätzlich auch zu Spannungssprüngen 20 mit Wechsel des Vorzeichens bei der an dem Gleichspannungszwischenkreis 18 anliegenden Spannung Uz, d. h. ohne Gegenmaßnahmen würde es sich nicht mehr um eine Gleichspannung handeln. Ausgeglichen wird dies, indem zumindest in den Zeiträumen 19 die Spannung Uz um die Kompensationsspannung UK , die an dem Kondensator C3 bzw. C4 anliegt, angehoben wird, so dass sich die Gleichspannung UDC ohne Vorzeichenwechsel ergibt. Die Kompensationsspannung UK kann auch noch länger als über die Zeiträume 19 aktiviert bleiben, damit die Gleichspannung UDC anschließend nicht auf null, sondern auf einen über null liegenden Wert zurückgeht. Dies ist in 5 mit gepunkteten Linien angedeutet. 4 shows the course of the alternating current I AC relative to the course of the AC voltage U AC between the output terminals 4 and 10 at a phase shift with the AC voltage U AC leading alternating current I AC , Due to the phase shift, time periods result 19 in which the AC voltage U AC a different sign than the alternating current I AC between the output terminals 4 and 10 Has. Reversing the polarity of the output terminals 4 and 10 opposite the input terminals 2 and 3 in the zero crossings of the alternating current I AC , this in 5 is sketched, therefore, leads readily to the pulsating direct current I DC over the DC intermediate circuit 18 , but basically also to voltage jumps 20 with a change of the sign at the DC voltage intermediate circuit 18 applied voltage Uz ie without countermeasures it would no longer be a DC voltage. This is compensated by, at least during the periods 19 the voltage Uz around the compensation voltage U K attached to the capacitor C3 respectively. C4 is applied, is raised, so that the DC voltage U DC without sign change results. The compensation voltage U K can last even longer than over the time periods 19 remain activated so that the DC voltage U DC then not to zero, but goes back to a value above zero. This is in 5 indicated by dotted lines.

6 illustriert die Ansteuerung der Schalter S1 bis S6 des Polwenders 8 des Wechselrichters 11 gemäß 3, um die Gleichspannung UDC zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 gemäß 5 zu erreichen. Bei einem Nulldurchgang des Wechselstroms IAC zum Zeitpunkt t0 wird zunächst für den Zeitraum 19 neben dem Schalter S6 der Schalter S3 geschlossen. Nach dem Zeitraum 19 wird zum Zeitpunkt t1 von dem Schalter S3 auf den Schalter S1, d. h. auf eine direkte Verbindung ohne Kompensationsspannung zwischen dem Ausgangsanschluss 4 und dem Eingangsanschluss 2, umgeschaltet. Zum Zeitpunkt t2 nach einer Halbwelle des Wechselstroms IAC , d. h. beim nächsten Nulldurchgang, werden die Schalter S1 und S6 geöffnet, und stattdessen wird der Schalter S5 zunächst zusammen mit dem Schalter S4 geschlossen. Nach dem Zeitraum 19 wird dann von dem Schalter S4 auf den Schalter S2 umgeschaltet. 6 illustrates the activation of the switches S1 to S6 of the Rev. 8th of the inverter 11 according to 3 to the DC voltage U DC between the input terminals 2 and 3 according to 5 to reach. At a zero crossing of the alternating current I AC at the time t 0 is first for the period 19 next to the switch S6 the desk S3 closed. After the period 19 will at the time t 1 from the switch S3 on the switch S1 , ie a direct connection without compensation voltage between the output terminal 4 and the input terminal 2 , switched. At the time t 2 after a half-wave of the alternating current I AC , ie at the next zero crossing, the switches S1 and S6 opened, and instead the switch S5 initially together with the switch S4 closed. After the period 19 is then from the switch S4 on the switch S2 switched.

7 zeigt eine mögliche Ausführungsform der Entladeschaltung 7. Hierbei handelt es sich um einen Sperrwandler mit einem Schalter 31, der mit einer Primärwicklung 21 eines Transformators 22 zwischen Eingangsanschlüsse 23 und 24 der Entladeschaltung 7 in Reihe geschaltet ist. Eine Sekundärwicklung 25 des Transformators 22 ist mit einer Gleichrichterdiode 26 zwischen Ausgangsanschlüsse 27 und 28 des Sperrwandlers in Reihe geschaltet, zwischen denen ein Glättungskondensator 29 angeordnet ist. Der Sperrwandler gibt an den Ausgangsanschlüssen 27 und 28 einen Gleichstrom aus, der galvanisch getrennt von der Spannung zwischen den Eingangsanschlüssen 23 und 24 ist und mit dem z. B. der Gleichspannungszwischenkreis einer Bordnetzversorgung des Wechselrichters 11 oder ein eingangsseitiger Gleichspannungszwischenkreis eines der DC/DC-Wandler 12 bis 14 aufgeladen werden kann. 7 shows a possible embodiment of the discharge circuit 7 , This is a flyback converter with a switch 31 that with a primary winding 21 a transformer 22 between input terminals 23 and 24 the discharge circuit 7 is connected in series. A secondary winding 25 of the transformer 22 is connected to a rectifier diode 26 between output terminals 27 and 28 the flyback converter connected in series, between which a smoothing capacitor 29 is arranged. The flyback converter outputs at the output terminals 27 and 28 a DC, which is galvanically isolated from the voltage between the input terminals 23 and 24 is and with the z. B. the DC intermediate circuit of a vehicle electrical system supply of the inverter 11 or an input-side DC intermediate circuit of one of the DC / DC converters 12 to 14 can be charged.

Statt der beiden Kondensatoren C3 und C4 kann bei der Halbbrücke 1 gemäß 1 in einer Verbindung 30 der beiden Halbbrücken auch ein ohmscher Widerstand oder eine Drossel vorgesehen sein, um die Ausgangswechselspannung UAC im Fall eines umgekehrten Vorzeichens zum dort fließenden Strom IAC von der Gleichspannung UDC zwischen den Eingangsanschlüssen 2 und 3 mit Hilfe eines der zusätzlichen Schalter S3 bzw. S4 zu entkoppeln. Dann werden die Entladesperrdioden D3 und D4 sowie die Entladeschaltung 7 nicht benötigt. Die Ansteuerung der Schalter S1 bis S4 bei der Halbbrücke 1 bzw. S1 bis S6 bei dem Polwender ändert sich hingegen nicht. Die gewünschte Potentialverschiebung tritt aber erst mit einem tatsächlich durch den ohmschen Widerstand bzw. die Drossel fließenden Strom ein.Instead of the two capacitors C3 and C4 can at the half bridge 1 according to 1 in a connection 30 the two half-bridges may also be provided with an ohmic resistance or a choke, around the output alternating voltage U AC in the case of an opposite sign to the current flowing there I AC from the DC voltage U DC between the input terminals 2 and 3 with the help of one of the additional switches S3 respectively. S4 to decouple. Then the discharge blocking diodes D3 and D4 and the discharge circuit 7 not required. The control of the switches S1 to S4 at the half bridge 1 respectively. S1 to S6 on the other hand, the Polwender does not change. However, the desired potential shift occurs only with a current actually flowing through the ohmic resistance or the throttle current.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Halbbrückehalf bridge
22
Eingangsanschlussinput port
33
Eingangsanschlussinput port
44
Ausgangsanschlussoutput port
55
Bezugspunktreference point
66
Verzweigungbranch
77
Entladeschaltungdischarge
88th
PolwenderRev.
99
Halbbrückehalf bridge
1010
Ausgangsanschlussoutput port
1111
Wechselrichterinverter
1212
DC/DC-WandlerDC / DC converter
1313
DC/DC-WandlerDC / DC converter
1414
DC/DC-WandlerDC / DC converter
1515
Photovoltaikgeneratorphotovoltaic generator
1616
Photovoltaikgeneratorphotovoltaic generator
1717
Photovoltaikgeneratorphotovoltaic generator
1818
GleichspannungszwischenkreisDc link
1919
ZeitraumPeriod
2020
Spannungssprungvoltage jump
2121
Primärwicklungprimary
2222
Transformatortransformer
2323
Eingangsanschlussinput port
2424
Eingangsanschlussinput port
2525
Sekundärwicklungsecondary winding
2626
GleichrichterdiodeRectifier diode
2727
Ausgangsanschlussoutput port
2828
Ausgangsanschlussoutput port
2929
Kondensatorcapacitor
3030
Verbindungconnection
3131
Schalterswitch
3232
GegenspannungskompensatorGegenspannungskompensator
S1S1
erster Brückenschalterfirst bridge switch
S2S2
zweiter Brückenschaltersecond bridge switch
S3S3
erster zusätzlicher Brückenschalterfirst additional bridge switch
S4S4
zweiter zusätzlicher Brückenschaltersecond additional bridge switch
S5S5
erster weiterer Brückenschalterfirst further bridge switch
S6S6
zweiter weiterer Brückenschaltersecond additional bridge switch
C3C3
erster Kondensatorfirst capacitor
C4C4
zweiter Kondensatorsecond capacitor
D3D3
EntladesperrdiodeEntladesperrdiode
D4D4
EntladesperrdiodeEntladesperrdiode
UDC U DC
GleichspannungDC
UAC U AC
WechselspannungAC
UzUz
unkompensierte Zwischenkreisspannunguncompensated DC link voltage
UK U K
Kompensationsspannungcompensation voltage
IDC I DC
pulsierender Gleichstrompulsating direct current
IAC I AC
Wechselstromalternating current
tt
ZeitTime
t0 t 0
Zeitpunkttime
t1 t 1
Zeitpunkttime
t2 t 2
Zeitpunkttime

Claims (20)

Halbbrücke (1) mit - einem ersten Eingangsanschluss (2); - einem zweiten Eingangsanschluss (3); - einem Ausgangsanschluss (4); - einem zwischen den ersten Eingangsanschluss (2) und den Ausgangsanschluss (4) geschalteten ersten Brückenschalter (S1); - einem zwischen den zweiten Eingangsanschluss (3) und den Ausgangsanschluss (4) geschalteten zweiten Brückenschalter (S2); - einem zwischen den ersten Eingangsanschluss (2) und den Ausgangsanschluss (4) geschalteten ersten zusätzlichen Brückenschalter (S3) und - einem zwischen den zweiten Eingangsanschluss (3) und den Ausgangsanschluss (4) geschalteten zweiten zusätzlichen Brückenschalter (S4); dadurch gekennzeichnet, dass der erste zusätzliche Brückenschalter (S3) und der zweite zusätzliche Brückenschalter (S4) jeweils in Reihe mit einem Gegenspannungskompensator (32) parallel zu dem jeweiligen Brückenschalter (S1, S2) zwischen den jeweiligen Eingangsanschluss (2, 3) und den Ausgangsanschluss (4) geschaltet sind, wobei der Gegenspannungskompensator (32) dazu ausgebildet ist, dass er bei anstatt des ersten Brückenschalters (S1) geschlossenem erstem zusätzlichem Brückenschalter (S3) oder anstatt des zweiten Brückenschalters (S2) geschlossenem zweitem zusätzlichem Brückenschalter (S4) das elektrische Potential des jeweiligen Eingangsanschlusses (2, 3) gegenüber dem Ausgangsanschluss (4) um eine über ihm abfallende Kompensationsspannung verschiebt und so eine Gegenspannung zwischen dem Ausgangsanschluss (4) und dem jeweiligen Eingangsanschluss (2, 3) kompensiert, die einem Stromfluss von dem jeweiligen Eingangsanschluss (2, 3) zu dem Ausgangsanschluss (4) entgegen gerichtet ist.Half bridge (1) with - a first input terminal (2); a second input terminal (3); - an output terminal (4); a first bridge switch (S1) connected between the first input terminal (2) and the output terminal (4); - one between the second input terminal (3) and the output terminal (4) connected second bridge switch (S2); a first additional bridge switch (S3) connected between the first input terminal (2) and the output terminal (4) and a second additional bridge switch (S4) connected between the second input terminal (3) and the output terminal (4); characterized in that the first additional bridge switch (S3) and the second additional bridge switch (S4) each in series with a reverse voltage compensator (32) parallel to the respective bridge switch (S1, S2) between the respective input terminal (2, 3) and the output terminal (4) are connected, wherein the Gegenspannungskompensator (32) is adapted to be in instead of the first bridge switch (S1) closed first additional bridge switch (S3) or instead of the second bridge switch (S2) closed second additional bridge switch (S4) the electric Potential of the respective input terminal (2, 3) relative to the output terminal (4) shifts by a decreasing over him compensation voltage and thus a counter voltage between the output terminal (4) and the respective input terminal (2, 3) compensated, the current flow from the respective input terminal (2, 3) towards the output terminal (4) is directed. Halbbrücke (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenspannungskompensator (32) einen auf eine erste Kompensationsspannung (Uk) aufladbaren ersten Kondensator (C3), der mit dem ersten zusätzlichen Brückenschalter (S3) zwischen den ersten Eingangsanschluss (2) und den Ausgangsanschluss (4) geschaltet ist, und einen auf eine zweite Kompensationsspannung (UK) aufladbaren zweiten Kondensator (C4), der mit dem zweiten zusätzlichen Brückenschalter (S4) zwischen den zweiten Eingangsanschluss (3) und den Ausgangsanschluss (4) geschaltet ist, umfasst.Half bridge (1) to Claim 1 characterized in that the back voltage compensator (32) is connected to a first compensation voltage (U k ) chargeable first capacitor (C3) connected to the first additional bridge switch (S3) between the first input terminal (2) and the output terminal (4) and a second capacitor (C4) chargeable to a second compensation voltage (U K ) connected to the second additional bridge switch (S4) between the second input terminal (3) and the output terminal (4). Halbbrücke (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kondensator (C3) in Reihe mit einer ersten Entladungssperrdiode (D3) und der zweite Kondensator (C4) in Reihe mit einer zweiten Entladungssperrdiode (D4) zwischen den jeweiligen Eingangsanschluss (2, 3) und den Ausgangsanschluss (4) geschaltet ist.Half bridge (1) to Claim 2 characterized in that the first capacitor (C3) is connected in series with a first discharge blocking diode (D3) and the second capacitor (C4) is connected in series with a second discharge blocking diode (D4) between the respective input terminals (2, 3) and the output terminal (4 ) is switched. Halbbrücke (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entladeschaltung (7) für den ersten Kondensator (C3) und den zweiten Kondensator (C4) vorgesehen ist.Half bridge (1) to Claim 2 or 3 , characterized in that a discharge circuit (7) for the first capacitor (C3) and the second capacitor (C4) is provided. Halbbrücke (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladeschaltung (7) derart ausgebildet ist, dass sie einen Zwischenkreis lädt.Half bridge (1) to Claim 4 , characterized in that the discharge circuit (7) is designed such that it charges a DC link. Halbbrücke (1) nach Anspruch 4 oder 5, soweit rückbezogen auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kondensator (C3) und der zweite Kondensator (C4) von dem Ausgangsanschluss (4) aus gesehen vor der jeweiligen Entladungssperrdiode (D3, D4) angeordnet sind und dass die Entladeschaltung (7) von dem Ausgangsanschluss (4) aus gesehen einen ersten Eingangsanschluss (23) hinter dem ersten Kondensator (C3) und einen zweiten Eingangsanschluss (24) hinter dem zweiten Kondensator (C4) aufweist.Half bridge (1) to Claim 4 or 5 , as far as referring back to Claim 3 , characterized in that the first capacitor (C3) and the second capacitor (C4) are arranged in front of the respective discharge blocking diode (D3, D4) as seen from the output terminal (4) and that the discharge circuit (7) is arranged from the output terminal (4). from a first input terminal (23) behind the first capacitor (C3) and a second input terminal (24) behind the second capacitor (C4). Halbbrücke (1) nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladeschaltung (7) einen Sperrwandler aufweist.Half bridge (1) to Claim 4 . 5 or 6 , characterized in that the discharge circuit (7) comprises a flyback converter. Halbbrücke (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladeschaltung (7) derart ausgebildet ist, dass sie regelmäßig bei geöffneten zusätzlichen Brückenschaltern (S3, S4) einen vorgegebenen Grundwert der Kompensationsspannungen (UK) einstellt.Half bridge (1) after one of Claims 4 to 7 , characterized in that the discharge circuit (7) is designed such that it regularly adjusts a predetermined basic value of the compensation voltages (U K ) when the additional bridge switches (S3, S4) are open. Halbbrücke (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenspannungskompensator (32) einen ohmschen Widerstand oder eine Drossel umfasst.Half bridge (1) to Claim 1 , characterized in that the counter voltage compensator (32) comprises an ohmic resistance or a choke. Halbbrücke (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteransteuerung so ausgebildet ist, dass sie zum Verbinden des Ausgangsanschlusses (4) mit einem der Eingangsanschlüsse (2, 3) entweder denjenigen der Brückenschalter (S1, S2) oder denjenigen der zusätzlichen Brückenschalter (S3, S4) schließt, die zwischen dem Ausgangsanschluss (4) und demselben der Eingangsanschlüsse (2, 3) angeordnet sind.A half-bridge (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that a switch driver is arranged to connect either of the output terminals (4) to one of the input terminals (2, 3) to those of the bridge switches (S1, S2) or those of Figs additional bridge switch (S3, S4), which are arranged between the output terminal (4) and the same of the input terminals (2, 3). Polwender (8) mit - einer Halbbrücke (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und - einer weiteren Halbbrücke (9), die einen zwischen den ersten Eingangsanschluss (2) und einen weiteren Ausgangsanschluss (10) geschalteten ersten weiteren Brückenschalter (S5) und einen zwischen den zweiten Eingangsanschluss (3) und den weiteren Ausgangsanschluss (10) geschalteten zweiten weiteren Brückenschalter (S6) aufweist.Rev. Turner (8) with - A half-bridge (1) according to one of the preceding claims and - A further half-bridge (9), one between the first input terminal (2) and a further output terminal (10) connected first further bridge switch (S5) and between the second input terminal (3) and the further output terminal (10) connected second further Bridge switch (S6) has. Wechselrichter (11) mit mindestens einer ausgangsseitigen Halbbrücke (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Inverter (11) with at least one output half bridge (1) according to one of Claims 1 to 10 , Wechselrichter (11) mit - mindestens einem eingangsseitigen DC/DC-Wandler (12 bis 14) zur Formung eines in Halbwellen pulsierenden Gleichstroms (IDC) und - einem ausgangsseitigen Polwender (8) nach Anspruch 11 zum Ausgeben eines Wechselstroms (IAC).Inverter (11) with - at least one input-side DC / DC converter (12 to 14) for shaping a pulsating in half-wave DC current (I DC ) and - an output-side pole turner (8) Claim 11 for outputting an alternating current (I AC ). Wechselrichter (11) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine DC/DC-Wandler (12 bis 14) ein Einquadrantensteller ist.Inverter (11) to Claim 13 , characterized in that the at least one DC / DC converter (12 to 14) is a single quadrant controller. Wechselrichter (11) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eingangsseitig mehrere DC/DC-Wandler (12 bis 14) mit ihren jeweiligen Ausgängen an einen gemeinsamen Gleichspannungszwischenkreis (18) angeschlossen sind, der mit dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss (2, 3) verbunden ist.Inverter (11) to Claim 13 or 14 , characterized in that the input side, a plurality of DC / DC converters (12 to 14) are connected with their respective outputs to a common DC voltage intermediate circuit (18) which is connected to the first and the second input terminal (2, 3). Wechselrichter (11) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass an jeden eingangsseitigen DC/DC-Wandler (12 bis 14) ein separater Photovoltaikgenerator (15 bis 17) angeschlossen ist, wobei der jeweilige DC/DC-Wandler (12 bis 14) so ausgebildet ist, dass er den Arbeitspunkt des an ihn angeschlossenen Photovoltaikgenerators (15 bis 17) vorgibt.Inverter (11) to Claim 15 , characterized in that at each input side DC / DC converter (12 to 14), a separate photovoltaic generator (15 to 17) is connected, wherein the respective DC / DC converter (12 to 14) is formed so that it the operating point of the photovoltaic generator connected to it (15 to 17) pretends. Wechselrichter (11) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteransteuerung so ausgebildet ist, dass sie die Verbindung der beiden Ausgangsanschlüsse (4, 10) mit den beiden Eingangsanschlüssen (2, 3) bei jedem Nulldurchgang des zwischen den Ausgangsanschlüssen (4, 10) fließenden Wechselstroms (IAC) wechselt und dass sie in Zeiträumen (19), in denen eine Wechselspannung (UAC) zwischen den Ausgangsanschlüssen (4, 10) ein anderes Vorzeichen als der Wechselstrom (IAC) hat, mindestens einen der zusätzlichen Schalter (S3, S4) statt des entsprechenden Schalters (S1, S2) der Halbbrücke (1) oder der weiteren Halbbrücke (9) des Polwenders (8) schließt.Inverter (11) according to one of Claims 12 to 16 characterized in that a switch driver is arranged to connect the two output terminals (4, 10) to the two input terminals (2, 3) at each zero crossing of the alternating current (I AC ) flowing between the output terminals (4, 10). and that in periods (19) in which an alternating voltage (U AC ) between the output terminals (4, 10) has a different sign than the alternating current (I AC ), at least one of the additional switches (S3, S4) instead of corresponding switch (S1, S2) of the half-bridge (1) or the further half-bridge (9) of the pole reverser (8) closes. Polwendeverfahren zum wechselweisen Verbinden von zwei Polen eines Gleichspannungszwischenkreises (18) mit Ausgangsanschlüssen (4, 10) eines Wechselstromausgangs, an dem eine Wechselspannung (UAC) anliegt, um über den Wechselstromausgang einen Wechselstrom (IAC) mit einer Phasenverschiebung zu der Wechselspannung (UAC) auszugeben, wobei die Verbindung der Ausgangsanschlüsse (4, 10) des Wechselstromausgangs mit den Polen des Gleichspannungszwischenkreises (18) beim Nulldurchgang des Wechselstroms (IAC) gewechselt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselstromausgang bei gleichen Vorzeichen des Wechselstroms (IAC) und der Wechselspannung (UAC) direkt mit dem Gleichspannungszwischenkreis verbunden wird, während er bei einander entgegengesetzten Vorzeichen des Wechselstroms (IAC) und der Wechselspannung (UAC) über einen Gegenspannungskompensator (32) mit dem Gleichspannungszwischenkreis (18) verbunden wird, der das elektrische Potential des jeweiligen Eingangsanschlusses (2, 3) gegenüber dem Ausgangsanschluss (4) um eine über ihm abfallende Kompensationsspannung verschiebt.Polwendeverfahren for alternately connecting two poles of a DC intermediate circuit (18) having output terminals (4, 10) of an AC output to which an AC voltage (U AC ) is applied to output via the AC output an alternating current (I AC ) with a phase shift to the AC voltage (U AC ), the compound of Output terminals (4, 10) of the AC output to the poles of the DC intermediate circuit (18) at the zero crossing of the alternating current (I AC ) is changed, characterized in that the AC output at the same sign of the alternating current (I AC ) and the AC voltage (U AC ) directly is connected to the DC intermediate circuit, while it is connected at opposite signs of the alternating current (I AC ) and the AC voltage (U AC ) via a negative voltage compensator (32) with the DC intermediate circuit (18), the electrical potential of the respective input terminal (2, 3) with respect to the output terminal (4) by an over shifts it decreasing compensation voltage. Polwendeverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Kondensator (C3) des Gegenspannungskompensators (32) auf eine erste Kompensationsspannung (UK) zwischen dem einen Pol des Gleichspannungszwischenkreises (18) und einem der Ausgangsanschlüsse (4) des Wechselstromausgangs geladen wird, und ein zweiter Kondensator (C4) des Gegenspannungskompensators (32) auf eine zweite Kompensationsspannung (UK) zwischen dem anderen Pol des Gleichspannungszwischenkreises (18) und dem einen der Ausgangsanschlüsse (4) des Wechselstromausgangs geladen wird.Polwendeverfahren after Claim 18 , characterized in that a first capacitor (C3) of the negative voltage compensator (32) is charged to a first compensation voltage (U K ) between the one pole of the DC intermediate circuit (18) and one of the output terminals (4) of the AC output, and a second capacitor ( C4) of the negative voltage compensator (32) is charged to a second compensation voltage (U K ) between the other pole of the DC link (18) and the one of the output terminals (4) of the AC output. Polwendeverfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoren (C3, C4), wenn sie nicht mit dem Gleichspannungszwischenkreis (18) verbunden sind, regelmäßig auf einen vorgegebenen Grundwert der ersten und der zweiten Kompensationsspannung (UK) entladen werden.Polwendeverfahren after Claim 19 , characterized in that the capacitors (C3, C4), if they are not connected to the DC voltage intermediate circuit (18) are regularly discharged to a predetermined base value of the first and the second compensation voltage (U K ).
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